4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.2 ATENUAÇÃO E TRANSMISSÃO
Nas Figuras 9, 10, 11, 12 e 13 são apresentadas as curvas de atenuação em função da espessura, para as diferentes composições da barita (argamassa Traços I e II; concreto Traço III) e do vidro cristal, irradiados com raios-X em diferentes quilovoltagens (60 kV, 80 kV, 110 kV e 150 kV) e raios gama do 60Co.
Essas curvas são utilizadas para determinar a espessura das paredes ou do seu revestimento, de forma a atender o nível de radiação desejado em uma instalação radiográfica. Como exemplo, na elaboração de um projeto voltado à construção de uma clínica radiológica, cujo equipamento de raios-X opera sob uma tensão de 150 kV, tem- se para a intensidade da atenuação(K) um valor correspondente a K = 7,8 x 10-3
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mGy/mA.min, a 1,0 metro. Esta intensidade de atenuação é calculada utilizando-se a fórmula: WUT Pd K 2
(10) Sendo P a taxa de exposição máxima permissível para a área não controlada, d a distância da máquina de raios-x à área não controlada, W a carga de trabalho, U o fator de uso e T o fator de ocupação [7]. Com esse resultado, observa-se na Figura 9 que a espessura necessária para atenuar a radiação à intensidade mencionada é de 10,4 cm de argamassa de barita, e de aproximadamente 9,3 cm de concreto de barita, conforme Figura 11.
Por outro lado, usando os dados disponíveis na literatura e usando o princípio da equivalência de material [7], a espessura de barita para o revestimento da situação acima mencionada, usa-se a curva da Figura 3, item 2.5, onde se encontra uma espessura de 16,0 cm de concreto ( = 2,35 g/cm3), o equivalente a 9,0 cm de barita ( b = 3,6 g/cm3
menor densidade da barita especificada [1, 2] na literatura), e de 16,1 cm ( b = 2,26
g/cm3) concreto de barita.
Dessa forma, pode-se verificar que a diferença de espessura do concreto de barita, no segundo caso, é bastante significativa, ou seja, 7,1 cm (16,1 9,0), ocasionando uma superestimação no dimensionamento de quantidade de material a ser utilizado e conseqüentemente um aumento do custo da proteção. Resultados semelhantes podem ser observados para outras energias das curvas referenciadas acima. Os valores das medidas para obtenção das curvas de atenuação e transmissão da intensidade de radiação estão listados nas Tabelas dos Anexos II a VI.
Observa-se na Figura 12 que a espessura de vidro cristal necessária para atenuar um feixe de radiação com intensidade de 4,0 x 10-2 mGy/mA.min a 1 m, produzido por um aparelho de raios-X operando com tensão de 150 kV é de 8,0 cm. Entretanto, quando se utiliza o princípio de equivalência de material, verifica-se na Figura 3, item 2.5, que para esta intensidade encontra-se uma espessura de 6,5 cm de concreto ( = 2,35 g/cm3), que é equivalente a 7,3 cm de vidro cristal. Desta forma, pode-se observar que a diferença neste caso não é significativa, em razão das densidades específicas estarem muito próximas. Porém, mesmo assim, o valor encontrado da espessura de vidro necessário para a blindagem seria substituído.
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As figuras 13 e 22 representam as curvas de atenuação e de transmissão do feixe de radiação gama (60Co) para as diversas composições da barita - Traços I, II e III e do vidro cristal, em função da espessura de cada material.
Observa-se que as curvas, tanto de atenuação quanto de transmissão para as diversas composições apresentadas, situam-se bem próximas umas das outras, o que não ocorrem com os feixes de radiação X.
Isso se deve ao fato de que as densidades dos materiais estudados situam-se numa faixa bem próxima (1,91 g/cm3 a 2,26 g/cm3) e de que o feixe de radiação gama do 60Co possui energia média de 1,25 MeV, sendo portanto mais penetrante que os feixes de raios-X.
Figura 9 Atenuação de feixes de raios-X em função da espessura da argamassa de barita ( = 1,91 g/cm3) para diferentes tensões do tubo
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Figura 10 Atenuação de feixes de raios-X em função da espessura da argamassa de barita ( = 1,95 g/cm3) para diferentes tensões do tubo
Figura 11 Atenuação de feixes de raios-X em função da espessura do concreto de barita ( = 2,26 g/cm3) para diferentes tensões do tubo
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Figura 12 Atenuação de feixes de raios-X em função da espessura do vidro cristal ( = 2,08 g/cm3) para diferentes tensões do tubo
Figura 13 Atenuação do feixe de raios gama do 60Co para diferentes composições da barita e do vidro cristal em função da espessura
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Nas Figuras 14, 16, 18, 20 e 22 são apresentadas as curvas de transmissão em função da espessura para as várias composições de barita e vidro cristal para diferentes energias dos raios-X e do 60Co estudadas. Com essas curvas pode-se determinar, de maneira fácil e simples, as camadas semi e deci-redutoras.
Na Figura 18, pode-se observar que para um fator de transmissão de 8x10-2, encontra-se na mesma Figura uma espessura de 21,8 cm. Entretanto, quando se utiliza a curva de transmissão da Figura 4, item 2.5, encontra-se para o concreto, uma espessura de 30 cm. Para a barita [1, 2] com densidade ( b = 3,6 g/cm3), obtém-se uma espessura
de 19,58 cm; e para uma barita com densidade ( = 1,91 g/cm3) deste trabalho, a espessura é de 38,52 cm.
Comparando os resultados, observa-se na Tabela 15, item 4.3, que a diferença é significativa, ou seja, de aproximadamente, 16,7 cm.
Figura 14 - Fator de transmissão em função da espessura da argamassa de barita ( = 1,91 g/cm3), para feixes de referência de diferentes tensões do tubo
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Figura 15 Ampliação da Figura 14 no intervalo de 0 a 2 cm
Figura 16 - Fator de transmissão em função da espessura da argamassa de barita ( = 1,95 g/cm3), para feixes de referência de diferentes tensões do tubo
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Figura 17 Ampliação da Figura 16 no intervalo de 0 a 2 cm
Figura 18 - Fator de transmissão em função da espessura do concreto de barita ( = 2,26 g/cm3), para feixes de referência de diferentes tensões do tubo
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Figura 19 Ampliação da Figura 18 no intervalo de 0 a 2 cm
Figura 20 - Fator de transmissão em função da espessura do vidro cristal ( = 2,08 g/cm3) para feixes de referência de diferentes tensões do tubo
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Figura 21 Ampliação da Figura 20 no intervalo de 0 a 2 cm
Figura 22 Fator de transmissão do feixe gama (60Co) em função da espessura de cada composição da barita e do vidro cristal
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Figura 23 Ampliação da Figura 22 no intervalo de 0 a 10 cm
As Figuras 15, 17, 19, 21 e 23 são respectivamente partes das Figuras 14, 16, 18, 20 e 22 anteriormente apresentadas, onde as curvas representativas do fator de transmissão foram ampliadas, apenas no intervalo de espessura de 0 a 2 cm, para raios- X, e de 0 a 10 cm para raios gama do 60Co, para melhor visualização da camada semi- redutora (CSR). Pode-se observar na Figura 15, por exemplo, que para o material composto do Traço I e energia equivalente de 60 kV, a CSR é de 0,36 cm, ou seja, a espessura de 0,36 cm desta argamassa reduz 50% da intensidade do feixe de radiação. Resultados semelhantes podem ser aferidos nas Figuras 17, 19, 21 e 23.